燃煤電廠鍋爐運(yùn)行調(diào)整研究

摘 要：鍋爐作為電廠三大主機(jī)之一，其運(yùn)行調(diào)整對鍋爐及整個運(yùn)行系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。由于鍋爐運(yùn)行調(diào)整是實(shí)現(xiàn)電廠節(jié)能的重要方式，通過運(yùn)行調(diào)整可使鍋爐處于高效運(yùn)行工況，減少污染物的排放?；陔姀S運(yùn)行實(shí)踐和理論知識，分析了燃煤電廠鍋爐的運(yùn)行原理，研究探討了影響燃煤電廠鍋爐運(yùn)行的主要因素及主要運(yùn)行調(diào)整措施，以期為電廠鍋爐的運(yùn)行調(diào)整提供理論參考。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；鍋爐；運(yùn)行調(diào)整；措施

引言

當(dāng)前我國的電力供應(yīng)仍然以燃煤發(fā)電為主，燃煤電廠的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是我國實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、減少污染物排放的主要途徑。為落實(shí)節(jié)能減排戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提高能源的利用效率，燃煤電廠應(yīng)基于生產(chǎn)實(shí)際，積極改進(jìn)燃燒技術(shù)和燃燒設(shè)備以提高能源利用效率，此外，還應(yīng)積極改進(jìn)現(xiàn)階段鍋爐設(shè)備的運(yùn)行水平，加強(qiáng)鍋爐設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整，減少熱損失，提高鍋爐的運(yùn)行效率。鍋爐運(yùn)行過程中通過調(diào)節(jié)燃料量、給水量、減溫水量、送風(fēng)量等，以保證汽溫、汽壓、汽包水位、過量空氣系數(shù)等參數(shù)在允許值范圍內(nèi)變化。

1 燃煤電廠鍋爐的運(yùn)行原理

鍋爐是燃煤電廠的主要設(shè)備之一，是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要場所。燃料進(jìn)入爐膛后與爐內(nèi)的空氣發(fā)生劇烈的燃燒反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑫r生成大量的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)水冷壁、屏式過熱器、高溫過熱器、再熱器等受熱面，將熱量傳遞給受熱面內(nèi)的工質(zhì)，將受熱面內(nèi)的工質(zhì)加熱成一定溫度和壓力的水蒸汽，高溫高壓的水蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后推動葉輪旋轉(zhuǎn)，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。根據(jù)循環(huán)工質(zhì)驅(qū)動方式的不同，鍋爐可以分為自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、混合循環(huán)鍋爐等[1]。如圖1所示為強(qiáng)制循環(huán)鍋爐系統(tǒng)，主要采用循環(huán)泵驅(qū)動循環(huán)工質(zhì)流動。

2 影響燃煤電廠鍋爐運(yùn)行的主要因素

2.1 風(fēng)機(jī)失速

當(dāng)鍋爐啟動時，風(fēng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的流量比較小，若發(fā)生一次風(fēng)壓過高情況，就會導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)失速狀況，進(jìn)而影響鍋爐的正常穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時還會影響整個電廠系統(tǒng)的運(yùn)行狀況[1，2]。通常情況下，為避免一次風(fēng)壓過高，常采取提升一次風(fēng)道流量的方式。若發(fā)生在跳臺階段，會導(dǎo)致制動轉(zhuǎn)葉運(yùn)轉(zhuǎn)速度過快，進(jìn)而造成風(fēng)機(jī)失速情況。為此，在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過程中，應(yīng)采取措施合理控制風(fēng)機(jī)出口壓力的大小以降低風(fēng)母管壓力，防止發(fā)生失速情況，如加大風(fēng)機(jī)失速余量。

2.2 煙道振動

在鍋爐調(diào)試期間，隨著鍋爐負(fù)荷的變化，鍋爐尾部煙道會出現(xiàn)振動現(xiàn)象，集控室也伴有振感，根據(jù)電廠運(yùn)行實(shí)踐研究分析，一般導(dǎo)致尾部煙道振動的原因主要是尾部煙道形成了卡門渦流，使得煙道尾部煙氣流的振動頻率與煙道尾部的固有頻率較為接近，發(fā)生共振現(xiàn)象而導(dǎo)致煙道振幅增大，伴隨著出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的震感[2]。為此，常采用在駐波外部地點(diǎn)加裝適當(dāng)?shù)钠叫邪喟澹瑢Ⅰv波振動頻率與波長作為基準(zhǔn)，計(jì)算出各平行班板之間的距離，將出現(xiàn)共振的煙道隔斷成諸多小煙道，以此增加煙道橫向振動頻率，避免出現(xiàn)煙道振動。此外，在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過程中，沾污系數(shù)會不斷增大，為避免發(fā)生不同程度的振動，應(yīng)采取合理的控制方式。

2.3 控制水位

在鍋爐運(yùn)行調(diào)整過程中，以往常采用前饋汽包水位來實(shí)現(xiàn)水位的控制，但在調(diào)整過程中存在嚴(yán)重的擾動現(xiàn)象，為此，在鍋爐運(yùn)行調(diào)整過程中可采用串級控制方式，并采用降低水溫的方式實(shí)現(xiàn)降低蒸汽流量，實(shí)踐證明，在鍋爐運(yùn)行調(diào)整過程中采用此控制方式可提高鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效果[2，3]。

3 燃煤電廠鍋爐運(yùn)行調(diào)整的主要措施

3.1 合理調(diào)整蒸汽的參數(shù)

為保證鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，生產(chǎn)運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對蒸汽參數(shù)變化的實(shí)時關(guān)注，及時調(diào)整鍋爐的蒸汽參數(shù)使之保持平穩(wěn)。由于電廠鍋爐都安裝保熱自動裝置，能夠使鍋爐的蒸汽參數(shù)保持平衡[2]。對于自然循環(huán)煤粉爐，蒸汽參數(shù)會隨著主蒸汽溫度參數(shù)的變化而發(fā)生變化，當(dāng)主蒸汽溫度提高11～15℃時，可降低發(fā)電煤耗約1.45g，若再熱氣溫提高13℃，可降低煤耗約0.83g。

3.2 合理調(diào)整送風(fēng)量

燃料在爐內(nèi)燃燒過程中伴隨著復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，鍋爐內(nèi)部風(fēng)量與煤粉的配比對爐膛燃燒效率有著重要的影響，為保證鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)對一次風(fēng)量、二次風(fēng)量的實(shí)時觀察[3]。若送風(fēng)量過大，會導(dǎo)致爐內(nèi)過量空氣系數(shù)偏大，降低排煙溫度，若送風(fēng)量過小，會導(dǎo)致不完全燃燒熱損失增大?；诿悍哿鲃有裕瑧?yīng)合理調(diào)整風(fēng)量與煤粉的配比，保證爐膛熱效率。此外，合理調(diào)整一次風(fēng)量、二次風(fēng)量的配比，也可以改善爐內(nèi)的碳循環(huán)。

3.3 合理調(diào)整燃燒器配風(fēng)

在爐膛燃燒過程中，應(yīng)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷要求加強(qiáng)對一次風(fēng)量、周界風(fēng)量、風(fēng)箱爐膛差壓等的調(diào)整，并及時調(diào)整風(fēng)煤配比，保證爐膛處于最佳燃燒工況。燃燒器配風(fēng)調(diào)整主要是從爐膛安全穩(wěn)定燃燒的角度出發(fā)，調(diào)整爐膛火焰結(jié)構(gòu)，保證著火點(diǎn)位置合理，避免發(fā)生爐膛火焰偏斜、飛邊，降低燃燒器區(qū)域結(jié)焦傾向，通過調(diào)整爐膛火焰結(jié)構(gòu)的方式解決汽溫偏差和氧量偏差等問題[1，3]。

3.4 合理調(diào)整爐膛的給煤量

爐膛燃料供給量的控制調(diào)整對爐膛穩(wěn)定燃燒、維持主蒸汽壓力等有著重要的影響，在鍋爐運(yùn)行過程中，應(yīng)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化要求調(diào)節(jié)給煤量，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時，一次風(fēng)機(jī)的入口擋板隨之改變，通過調(diào)節(jié)一次風(fēng)量的方式滿足爐膛煤粉供給量，提高負(fù)荷響應(yīng)速度。鍋爐燃料量控制系統(tǒng)主要是基于現(xiàn)代控制理論和智能控制理論，能夠提高爐內(nèi)控制效果，避免系統(tǒng)反應(yīng)滯后，在鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時能夠降低主蒸汽壓力的變化，保證爐內(nèi)處于最佳燃燒工況。

4 結(jié)束語

電廠鍋爐的運(yùn)行調(diào)整對電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和整個發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響，在機(jī)組運(yùn)行過程中通過及時調(diào)整鍋爐運(yùn)行參數(shù)、優(yōu)化鍋爐運(yùn)行狀態(tài)等方式，不斷提高鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。通過對影響燃煤電廠鍋爐運(yùn)行的主要因素及主要運(yùn)行調(diào)整措施的研究分析，以期為電廠鍋爐的運(yùn)行調(diào)整提供理論參考。

參考文獻(xiàn)

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